基于DSP及车辆噪声信号的车辆碰撞声检测装置

2019-08-02 16:22发布

 0 引言
  本文采用小波分析和模式识别方法分析车辆噪声信号,设计了一种基于DSP的车辆碰撞声检测装置,该装置能有效检测车辆碰撞事件,实现交通事故的自动识别。相对于已有交通事故检测装置具有识别率高、实时性强的优点,而且价格较低。
  1 硬件设计
  我们设计的碰撞检测装置的原理框图如图1所示,首先采用声音传感器采集各种声音信号,传感器输出的电信号经放大电路放大后,传入声音采集芯片的模拟信号输入端。声音采集芯片将模拟信号进行A/D转换后,送到DSP模块做进一步处理。DSP模块实时地处理所采集到的声音信息,判断是否有车辆碰撞事故发生。存储器模块和DSP模块相连,用于储存需要处理的数据和固化的代码数据,并为DSP模块运算时提供临时存储空间。报警模块和通讯模块与外部救援中心相通讯,一旦DSP模块检测到车辆发生碰撞事故,报警模块就向外发送报警信息。下面分别介绍主要模块功能。

  1.1 声音采集模块
  声音采集模块使用电容式声音传感器,采样频率为30Hz~18kHz,由于车辆噪声信号的频率一般不会超过10kHz,所以该声音传感器可很好的实现采样。声音传感器将采集到的模拟信号送入放大电路放大后传送到声音采集芯片。
  声音采集芯片采用TLV320AIC23B(简称AIC23),它是TI公司的一款高性能立体声音频编解码器芯片,具有48kHz带宽,可以满足包括噪声信号在内的声音信号的采集要求。AIC23对采集到的模拟信号进行双声道立体声A/D转换,可以在8kHz-96kHz的采样率下提供16bit、20bit、24bit和32bit的采样数据。本系统将外部声信号以32kHz采样频率采集,每秒采集32000个声音数据,并将采集数据的长度设为16bit,这样A/D转换之后模拟信号变成了16位的数字信号。模拟信号转化为数字信号之后,AIC23将数据传输给DSP模块,供DSP模块作下一步处理。
  本系统将AIC23的MODE引脚设置为O,控制接口设置为I2C的工作方式,AIC23与DSP模块的数据传输接口使用的是DSP模式。这样DSP模块就可以控制AIC23协同工作,并接收AIC23采集到的数据。
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8条回答
biechedan
2019-08-02 23:05
2 软件和算法设计

  我们设计的系统软件是一个运行于DSP之上的程序,控制系统各模块工作,并完成算法计算。使用TI公司的CCS集成开发环境,用C语言和汇编语言进行编程。

  该软件首先进行初始化,对VC5509和AIC23的运行参数进行配置。对VC5509芯片的锁相环配置时,将系统时钟设置为144kHz。对McBSP进行配置时,打开VC5509的McBSP0并启动其进行输入输出操作。配置DMA0通道,使其工作于兼容模式并在中断时停止数据的传输。配置AIC23的工作模式为DSP模式并使用IIC方式传输数据。启动AIC23对声信号进行32k采样速率的采样。

  初始化结束后进行采样检测,经过采样检测,一旦发现采集到的信号满足分帧条件,即采集到的声信号长度足够1秒时,就执行自动声检测算法。

  自动声检测算法读出数据并进行判断,如果检测到的是非碰撞事件,则继续执行采样检测以等待处理下一秒数据,这时软件在执行空循环;当自动声检测算法检测到的是碰撞事件,就向通讯模块传递信息,在GPS模块确认速度和位置信息之后就通过报警模块报警。此软件的流程如图3所示。

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